27.1: Принципи газової хроматографії

У розділі 26 ми розглянули кілька важливих елементів хроматографії, включаючи фактори, що впливають на міграцію розчинених речовин, фактори, що сприяють розширенню смуги, та фактори, що знаходяться під нашим контролем, які ми можемо використовувати для оптимізації поділу суміші. Тут ми розглянемо дві теми, які стосуються газохроматографічного поділу, обидві з яких є функцією властивостей газів.

Терміни зберігання та обсяги утримання

Багато хроматографічних змінних, зібраних у таблицях, включених у главу 26.5 - як ті, які вимірюються безпосередньо, надаються виробником або задаються умовами експлуатації, так і ті, що походять від цих змінних - наведені в терміні або час утримання для розчинених речовин$t_r$, і для рухлива фаза,$t_m$. Твір часу і витрати - об'єм

$$V_r = t_r \times u \nonumber$$

$$V_m = t_r\times u \nonumber$$

де$V_r$ і$V_m$ є об'ємом рухомої фази, необхідної для елітування розчиненої речовини, і об'єм рухомої фази, необхідний для елітування не затриманого розчиненого речовини, що дозволяє описати утримання з точки зору обсягів, а не разів.

Оскільки обсяг газу є функцією тиску, а тиск падає через колонку від тиску на вході$P_i$ до вихідного тиску$P_o$, час утримання особливо чутливий до робочого стану. Однак ми можемо виправити обсяги утримання, враховуючи стисливість газу

$$V_r^o = j t_r u \nonumber$$

$$V_m^o = j t_m u \nonumber$$

де$j$ - поправочний коефіцієнт, на який припадає падіння тиску

$$j = \frac {3 \times (P_i/P_o)^2 - 1} {2 \times (P_i/P_o)^3 - 1} \nonumber$$

і де$V_r^o$ і$V_m^o$ є виправленими обсягами утримання для розчиненої речовини та незбережених розчинених речовин відповідно. Виправлений обсяг утримання розчиненої речовини може бути додатково нормалізований$V_r^o - V_m^o$, розділивши скоригований обсяг утримання$w$, на масу стаціонарної фази та регулюючи температуру колонки$T_c$, відносно 273 К

$$V_g = \frac {V_r^o - V_m^o} {w} \times \frac {273} {T_c} \nonumber$$

отримання питомого обсягу утримання розчиненої речовини,$V_g$. Ця величина досить нечутлива до умов експлуатації, що робить її корисною для якісних цілей.

Вплив дифузії в газовій фазі на розширення смуги

У розділі 26 ми розглянули три фактори, які впливають на розширення смуги - множинні шляхи, поздовжню дифузію та масовий перенос - виражаючи залежність між висотою теоретичної пластини$H$, як функцію швидкості рухомої фази$u$, використовуючи рівняння Ван Демтера

$$H = A + \frac{B}{u} + Cu \nonumber$$

де$A$ внесок з декількох шляхів,$B$ є внесок від поздовжньої дифузії, і$C$ внесок від масового перенесення. Оскільки розчинені речовини мають великі коефіцієнти дифузії в газовій фазі, термін часто$B/u$ є обмежуючим фактором газової хроматографії.